Darmmikrobiom beeinflusst Aktivierungsmuster im Rattengehirn während Opioidabhängigkeit

Als Sierra Simpson im College war, sie war ein Jahr lang krank mit wiederkehrendem Fieber und Erbrechen. Ihre Ärzte konnten nicht herausfinden, was sie hatte. Verdacht auf eine bakterielle Infektion, sie versuchten, sie mit hochdosierten Antibiotika zu behandeln.

"Es stellte sich heraus, dass ich Malaria hatte und eine andere Behandlung brauchte. ", sagte Simpson. "Aber bis dahin hatten die Antibiotika meinen Magen durcheinander gebracht und ich fühlte mich ängstlicher als zuvor."

Antibiotika töten krankheitserregende Bakterien, aber sie zerstören auch viele der nützlichen Bakterien, die in unserem Darm leben, eine Nebenwirkung, die mit einer Reihe von langfristigen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht wurde. Diese Erfahrung war der Anstoß für Simpsons Interesse an der Mikrobiomwissenschaft und der Darm-Hirn-Achse -; Studien über die vielen Möglichkeiten, wie Bakterien, Viren und andere in unserem Körper lebende Mikroben beeinflussen unser körperliches und geistiges Wohlbefinden.

Als jetzt gesunder Doktorand Simpson arbeitete zunächst an Techniken zur Visualisierung von Molekülen im Gehirn. Aber sie konnte ihr Interesse am Darmmikrobiom und seinen Verbindungen zum Gehirn nicht abschütteln.

Also eines Tages, Sierra kommt einfach in mein Labor und fragt mich, ob ich daran interessiert wäre, mögliche Verbindungen zwischen dem Darmmikrobiom und dem zu untersuchen, was mein Labor normalerweise untersucht – Drogenmissbrauch und Sucht. Ich war zuerst zurückhaltend. Letztendlich, Ich dachte, wenn da etwas wäre, jemand hätte es inzwischen entdeckt. Aber wir haben uns entschieden, es zu versuchen."

Olivier George, Ph.D., außerordentlicher Professor für Psychiatrie an der University of California San Diego School of Medicine

In einer am 27. April veröffentlichten Studie 2020 in eNeuro , Simpson, George und sein Team entdeckten, dass das Darmmikrobiom das Aktivierungsmuster im Gehirn einer Ratte während Opioidsucht und Entzug beeinflusst.

„Wie oft in der Wissenschaft, Wir schlagen zuerst mit einem Hammer auf das Problem, um zu sehen, wie das System bricht, dann zurück von dort, “, sagte Simpson.

Damit meint sie, dass um festzustellen, ob das Darmmikrobiom die Drogensucht beeinflusst, Sie mussten zuerst einen Organismus mit einem normalen Darmmikrobiom mit einem ohne vergleichen. Das zu tun, die Forscher gaben einigen Ratten Antibiotika, die 80 Prozent ihrer Darmmikroben zerstörten. Alle Ratten -; diejenigen mit und ohne Darmmikroben -; waren auf das verschreibungspflichtige Opioid-Schmerzmittel Oxycodon angewiesen. Dann gingen einige der Ratten aus jeder Gruppe in den Rückzug.

"Mir, Das Überraschendste war, dass die Ratten an der Oberfläche alle gleich aussahen, " sagte George. "Es gab keine größeren Veränderungen in der schmerzlindernden Wirkung von Opioiden, oder Entzugserscheinungen oder andere Verhaltensweisen zwischen den Ratten mit und ohne Darmmikroben."

Erst als das Team die Gehirne der Ratten untersuchte, sahen sie einen signifikanten Unterschied. Bei Ratten, die mit Antibiotika behandelt wurden, war das typische Muster der Neuronenrekrutierung in verschiedenen Teilen des Gehirns während der Intoxikation und des Entzugs gestört. und damit fehlten die meisten ihrer Darmmikroben. Vor allem, während des Rausches, Ratten mit erschöpften Darmmikroben hatten mehr aktivierte Neuronen in den Gehirnregionen, die Stress und Schmerzen regulieren (periaquäduktale graue, Locus coeruleus) und Regionen, die an Opioidintoxikation und -entzug beteiligt sind (zentrale Amygdala, basolaterale Amygdala). Während des Widerrufs, mikrobenarme Ratten hatten weniger aktivierte Neuronen in der zentralen Amygdala, im Vergleich zu Ratten mit normalem Darmmikrobiom.

"Es waren viele Monate des Zählens schwarzer Punkte, " sagte Simpson. "Aber am Ende wurde klar, dass, zumindest bei Ratten, Darmmikroben verändern die Art und Weise, wie das Gehirn auf Medikamente reagiert."

Diese Verschiebung könnte das Verhalten beeinflussen, Sie erklärte, weil eine Abnahme der in der zentralen Amygdala rekrutierten Neuronen zu weniger Entzugserscheinungen führen könnte, was wiederum zu einem erhöhten Drogenmissbrauchsrisiko führen kann.

Jetzt, Georges Team erweitert seine Studien um Ratten, die sich selbst Oxycodon verabreichen, und ausgezüchtete Ratten, die genetisch vielfältiger sind. Sie suchen auch nach mikrobiellen oder chemischen Signaturen bei den Ratten, die anzeigen könnten, welche anfälliger für Sucht sind. mit und ohne Darmmikroben.

Zusätzlich, die Forscher sammeln Daten des menschlichen Mikrobioms, zu denen auch Anwender von Opioiden und Antibiotika gehören, um zu sehen, ob sie Trends folgen, die denen ähnlich sind, die sie bei Ratten beobachtet haben.

„Diese Studie legt nicht nur nahe, dass Darmmikroben eine Rolle bei der Drogensucht spielen könnten, wenn wir ähnliche Wirkungen beim Menschen finden, es könnte unsere Denkweise über die gleichzeitige Verschreibung von Antibiotika und Schmerzmitteln ändern, zum Beispiel, wenn eine Person operiert wird, “ sagte George. „Die Art und Weise, wie die Darmmikroben einer Person beeinflusst werden, könnte sie mehr oder weniger empfindlich für die Opioide machen. Der Schlüssel wird jetzt die Suche nach Biomarkern sein, damit wir vorhersagen können, wie eine Person reagieren könnte, bevor wir sie behandeln."

Was Simpson angeht, vor anderthalb Wochen promovierte sie, nach erfolgreicher virtueller Verteidigung ihrer Dissertation -; präsentiert ihre Forschungsergebnisse ihrem Beirat, Familie und Freunde, während sie während der COVID-19-Pandemie Schutz suchen. Nächste, Simpson wird sich einem Startup-Unternehmen zuwenden, das sie gründet, um ihre Forschungsergebnisse weiter voranzutreiben und zu kommerzialisieren.

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